铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。

已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:

Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2 Al(OH)3]

(1)操作Ⅰ的名称为　　　　,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有 　　　　。

(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为  　(任写三点)。

(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O 结晶的原因 。

(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写出生成Al2O3·3H2O的离子方程式:  　。

(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法　 。

以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O24CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下:

回答下列问题:

(1)下列物质中可以用于上述流程中调节溶液pH的是　　　　(填序号)。

A.Cu；B.Cu2(OH)2CO3；C.H2SO4；D.Fe；E.CuO

(2)滤渣A的主要成分为　 (写化学式)。

(3)写出反应Ⅰ的化学方程式:　 。

(4)试剂a为　　　 　。

(5)欲从溶液中获得绿矾晶体,分离操作Ⅰ应为　　　　(写操作名称)。

(6)生产过程中,除了试剂a、H2O可以循环使用外,还可循环使用的物质有　　　　(写化学式)。

某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。

回答下列问题。

(1)固体A的化学式为　　　　 。 

(2)反应a的化学反应方程式为　 。 

(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:

①调节pH(Ⅰ)的pH为　　　 　;

②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为　 ;

③从图中数据计算可得Mg(OH)2的溶度积Ksp[Mg(OH)2]约为　　 　　。

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),主要工艺流程如下。

(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是　　　。

A.品红溶液 B.紫色石蕊试液

C.酸性KMnO4溶液 D.溴水

(2)过程①中,FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为  。

(3)过程③中需加入的物质是　 。

(4)过程④中,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要 。

(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的　　　　(填序号)。

A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液

(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70～80 ℃,目的是　 。

(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取2.700 0 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的BaCl2溶液;③过滤、洗涤、干燥,称重得固体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,则该聚铁样品中铁元素的质量分数为　　　　。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

用含少量铁的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:

已知:在pH为4～5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。

(1)氧化剂A可选用　　　　(填编号,下同)。

①Cl2 ②H2O2 ③HNO3 ④KMnO4

(2)要得到较纯的产品,试剂B可选用　　　　。

①NaOH ②FeO ③CuO ④Cu2(OH)2CO3

(3)从滤液经过结晶得到氯化铜的方法是　　　　(按实验先后顺序填编号)。

①过滤 ②冷却 ③蒸发浓缩 ④蒸发至干

(4)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x值,某兴趣小组设计了两种实验方案:

方案一:称取m g晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n g。

方案二:称取m g晶体,加入足量10%的氢氧化钠溶液、过滤、洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却、称量所得固体的质量为n g。

①方案一中灼烧CuCl2·xH2O得到无水CuCl2,应在　　　　(填仪器名称)中进行。

方案二中配制一定量10%的氢氧化钠溶液,其操作步骤是计算、称量、　　　　。

②试评价上述两种实验方案,其中可行的方案是　　　　,另一种方案不可行的理由是 　,若用方案二,计算得x=　　　　　　　(用含m、n的代数式表示)。

已知:A、B、C、D、E、F是周期表中前36号元素,A是原子半径最小的元素,B元素基态原子的2p轨道上只有两个电子,C元素的基态原子L层只有2对成对电子,D是元素周期表中电负性最大的元素,E2+的核外电子排布和Ar原子相同,F的核电荷数是D和E的核电荷数之和。

请回答下列问题:

(1)分子式为BC2的空间构型为　　　　　　　　　形;F2+的核外电子排布式为　　　　　　　　。 

(2)A分别与B、C形成的最简单化合物的稳定性B　　　　C(填“大于”或“小于”);A、C两元素可组成原子个数比为1∶1 的化合物,C元素的杂化类型为　　　　。 

(3)A2C所形成的晶体类型为　　　　;F单质形成的晶体类型为　　　　。 

(4)F元素氧化物的熔点比其硫化物的　　　　(填“高”或“低”),请解释其原因　 

　。 

(5)E元素与C元素形成的化合物是　　　　化合物,其晶体熔化时破坏的作用力是　　　　,晶体EC的熔点比晶体BC2的熔点　　　　(填“高”或“低”)。

Ⅰ.图表法、图像法是常用的科学研究方法。

(1)短周期某主族元素M的电离能情况如甲图所示,则M元素位于周期表的第　　　　族。 

(2)乙图是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第　　　　族元素氢化物的沸点的变化规律。两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b,你认为正确的是　　　　。 

Ⅱ.由氧化物经氯化作用生成氯化物是工业生产氯化物的常用方法,Cl2、CCl4是常用的氯化剂。如:2Na2O+2Cl24NaCl+O2;2CaO+2Cl22CaCl2+O2;SiO2+2CCl4SiCl4+2COCl2;Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。

请回答下列问题:

(1)Cr2O3、CrCl3中Cr均为+3价,写出Cr3+的基态电子排布式:　 。 

(2)COCl2俗称光气,分子中C原子采取sp2杂化成键。光气分子结构式是　　　　　　　　,其中碳氧原子之间共价键是　　　　。 

A.2个σ键B.2个π键

C.1个σ健,1个π键

(3)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为　　　　。最近的Ca原子和O原子的核间距为a cm,则CaO晶体密度的计算式为　 。 

第4周期元素由于受3d能级电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。

Ⅰ.第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓(31Ga)的基态原子的电子排布式是　　　　　　　　　　　;31Ga的第一电离能却明显低于30Zn的,原因是　 

　。 

Ⅱ.第4周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。

(1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体,CO分子中C原子上有一对孤电子对,C、O原子都符合8电子稳定结构,则CO的结构式可表示为　　　　。NH3分子中N原子的杂化方式为　　　　杂化,NH3分子的空间立体构型是　　　　。 

(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是　　　　。 

(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为　　　　mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X是有机物主要组成元素。X的一种1∶1型气态氢化物分子中既有σ键又有π键。Z是金属元素,Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。

(1)X在该氢化物中以　　　　方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该　　　　(填“高于”或“低于”)X氢化物的熔点。 

(2)Y在周期表中位于　　　　　　　　　　　　;Z4+的核外电子排布式为　　　　。 

(3)工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看作一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单位为正方体(如图),边长为4.03×10-10 m,顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2-所占。

①制备M的化学反应方程式是　　　　　　　　　　　　(Z用元素符号表示)。 

②在M晶体中,Ba2+的氧配位数(Ba2+周围等距且最近的O2-的数目)为　　　　。 

③晶体M密度的计算式为ρ=　　　　　　　　　　(Z相对原子质量为48)。

如图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分——血红素的结构式。

回答下列问题:

(1)血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素,C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是　　　　　　　　,写出基态Fe原子的核外电子排布式:　　　　　　　　。 

(2)血红素中N原子的杂化方式为　　　　,在如图的方框内用“→”标出Fe2+的配位键。 

(3)铁有δ、γ、α三种同素异形体,γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为　　　　,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为　　　　。